基于摄影测量的限束器开口面积测量方法及应用技术

本申请公开了基于摄影测量的限束器开口面积测量方法及应用，包括如下步骤：步骤STP100，通过RGB相机拍摄目标图像P

【技术实现步骤摘要】
基于摄影测量的限束器开口面积测量方法及应用


[0001]本专利技术涉及利用摄影测量技术测量对象空间距离、方位等
，尤其涉及基于测量参数计算空间特定对象的位置、大小信息，具体涉及基于摄影测量的限束器开口面积测量方法及应用。

技术介绍

[0002]限束器是医用X射线诊断设备中用于限定X射线射野的装置。限束器也称“遮线器”、“缩光器”或“束光器”,它安装在X线管套窗口,用于在X线检查中遮去不必要的原发X线。它能把X线照射野限制在所需的最小范围。基于限束器对X射线的约束作用及X射线诊疗的原理，可以通过精确的限束器开口计算单次透照的相关计量，以及X光片成像失真比例等。
[0003]现有技术中，针对限束器的开口大小的调节多用于调整X射线能够实现被照射对象目标区域的良好覆盖，同时也尽可能的让受照对象接受更少的不必要辐射。然而，现有的限束器开口面积大小基本是通过限束器窗口调节旋钮上的标识进行读取，其精度难以保证；更重要的是，限束器的窗口调节旋钮是基于限束器本身在生产制造过程中进行标定的，并不是通过实际透照过程中进行检测的，因此通过限束器调节旋钮计算限束器开口面积的总误差将同时包含标定误差、装配误差、读数误差等，这将使得获得的限束器开口面积数据失真，无法获取准确的限束器开口。
[0004]因此，亟需一种通过对X射线实际探测实现限束器开口反推计算获得限束器开口的精准面积，从而为解决X射线诊疗领域诸多应用问题提供精准的基础数据。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术无法通过被透照对象实际接收X射线范围而精准获得限束器开口面积的问题，本申请提供基于摄影测量的限束器开口面积测量方法及应用，采用摄影测量技术和识别捕捉技术对实际X射线范围进行精准识别捕捉计算限束器的实际开口面积，进而为下述多个方面的应用提供精准量化的可能：第一、可实现患者年累计计量的精准建档，避免患者辐射过量。
[0006]一般人年均辐射计量不应超过50mSv，即50毫西弗，如果超剂量接受辐射将极易造成癌变，且在安全剂量外的辐射还会进一步促进癌变细胞生长，这将给患者带来非常严重的后果；因此，掌握每一次X射线辐射的剂量是至关重要的。
[0007]第二、可精准控制单次辐射的峰值皮肤剂量在安全值以下。
[0008]患者在接受X射线时，由于射线的发射源为同一个地方，因此受到辐射的表面剂量是不等同的，与辐射源，即X线管空间直线距离最近的位置为峰值剂量点，在进行X光检测时，在确保总剂量处于安全范围内的同时，还要将皮肤峰值计量PSD控制在安全剂量范围内。
[0009]第三、可为医护人员提供影像放大系数，解决因X线偏斜导致的影像放大而产生的
误诊问题。
[0010]由于X线管为单一射线源，且X射线在空气中为直线传播，加之患者身体存在厚度，X射线从进入患者体表再到探测器成像会存在一个图像放大的过程，图像越靠近中点则越接近实际形态；反之，远离中点图像被放大的比例越大。为了解决这一问题，医护人员在查看X光片时，需要知道当前X光片被放大的系数，以避免造成误诊误判。
[0011]为了达到上述目的，本申请所采用的技术方案为：基于摄影测量的限束器开口面积测量方法，包括如下步骤：步骤STP100，通过RGB相机拍摄目标图像P
IMG
，其中目标图像P
IMG
包含通过限束器的射野区域；其中射野区域包括限束器发出的LED照射在目标上的矩形区域R1和/或十字激光照射在目标上的十字交线；步骤STP200，输入目标图像P
IMG ，通过读取目标图像P
IMG 中矩形区域R1的对角端点A、B和中心点O，或十字交线的端点P1、P2、P3、P4和中心点P5的像素坐标；读取RGB相机内参intrinsics
RGB
，深度相机内参intrinsics
depth
，通过计算当前限束器以X线管为原点的空间三维坐标系中端点A、B和中心点O，或者端点P1、P2、P3、P4和中心点P5在SOD所在竖直平面内的空间三维坐标，计算限束器开口的宽W和高H，最终获得限束器的开口面积S；其中，S=W*H，P1、P3为竖直方向的端点，P2、P4为水平方向的端点, SOD为源物距。
[0012]根据现有限束器设置，当限束器的射野通过LED照明指示的方式呈现射野区域时，所述限束器开口面积计算方法如下：当射野区域通过LED照射方式进行光指示时，所述步骤STP200具体包括如下步骤：步骤STP210，输入目标图像P
IMG ，通过x,y,w,h,cls,Confidence=YOLOv3(P
IMG
)算法识别目标图像P
IMG
中矩形区域R1，获得像素中心点O的像素坐标O（x，y），其中，w，h分别为矩形区域R1的宽和高，cls为矩形区域的类别，Confidence为矩形的置信度；步骤STP220，通过像素中心点O（x，y）计算出矩形区域R1左上角端点A（x
a
，y
a
），右下角端点B（x
b
，y
b
）；步骤STP230，读取RGB相机内参intrinsics
RGB
，深度相机内参intrinsics
depth
，输出点A的空间三维坐标A1（x
a1
，y
a1
，z
a1
），点B空间三维坐标B1（x
b1
，y
b1
，z
b1
），通过A，B点空间三维坐标计算获得以该点A，点B作为对角线端点的矩形中心点O1空间三维坐标（x
o1
，y
o1
，z
o1
）;步骤STP240，将中心点O1（x
o1
，y
o1
，z
o1
）映射到目标图像P
IMG
上，获得中心点O1在目标图像P
IMG
上的映射点O
c
，并计算获得O
c
的像素坐标（x
c
，y
c
）；再结合RGB相机内参intrinsics
RGB
，深度相机内参intrinsics
depth
，获得此时O
c
在受照对象表面的空间三维坐标O
c1
（x
c1
，y
c1
，z
c1
），即获得O
c1
到X线管距离SOD=z
c1
；步骤STP250，计算在z
c1
处的纵向平面内点A，点B的映射点A2，B2空间三维坐标（x
a2
，y
a2
，z
c1
），（x
b2
，y
b2
，z
c1
）；根据X射线直线传播原理可得：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于摄影测量的限束器开口面积测量方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤STP100，通过RGB相机拍摄目标图像P
IMG
，其中目标图像P
IMG
包含通过限束器的射野区域；其中射野区域包括限束器发出的LED照射在目标上的矩形区域R1和/或十字激光照射在目标上的十字交线；步骤STP200，输入目标图像P
IMG ，通过读取目标图像P
IMG 中矩形区域R1的对角端点A、B和中心点O，或十字交线的端点P1、P2、P3、P4和中心点P5的像素坐标；读取RGB相机内参intrinsics
RGB
，深度相机内参intrinsics
depth
，通过计算当前限束器以X线管为原点的空间三维坐标系中端点A、B和中心点O，或者端点P1、P2、P3、P4和中心点P5在SOD所在竖直平面内的空间三维坐标，计算限束器开口的宽W和高H，最终获得限束器的面积S；其中，S=W*H，P1、P3为竖直方向的端点，P2、P4为水平方向的端点, SOD为源物距。2.根据权利要求1所述的基于摄影测量的限束器开口面积测量方法，其特征在于，当射野区域通过LED照射方式进行光指示时，所述步骤STP200具体包括如下步骤：步骤STP210，输入目标图像P
IMG ，通过x,y,w,h,cls,Confidence=YOLOv3(P
IMG
)算法识别目标图像P
IMG
中矩形区域R1，获得像素中心点O的像素坐标O（x，y），其中，w，h分别为矩形区域R1的宽和高，cls为矩形区域的类别，Confidence为矩形的置信度；步骤STP220，通过像素中心点O（x，y）计算出矩形区域R1左上角端点A（x
a
，y
a
），右下角端点B（x
b
，y
b
）；步骤STP230，读取RGB相机内参intrinsics
RGB
，深度相机内参intrinsics
depth
，输出点A的空间三维坐标A1（x
a1
，y
a1
，z
a1
），点B空间三维坐标B1（x
b1
，y
b1
，z
b1
），通过A，B点空间三维坐标计算获得以该点A，点B作为对角线端点的矩形中心点O1空间三维坐标（x
o1
，y
o1
，z
o1
）;步骤STP240，将中心点O1（x
o1
，y
o1
，z
o1
）映射到目标图像P
IMG
上，获得中心点O1在目标图像P
IMG
上的映射点O
c
，并计算获得O
c
的像素坐标（x
c
，y
c
）；再结合RGB相机内参intrinsics
RGB
，深度相机内参intrinsics
depth
，获得此时O
c
在受照对象表面的空间三维坐标O
c1
（x
c1
，y
c1
，z
c1
），即获得O
c1
到X线管距离SOD=z
c1
；步骤STP250，计算在z
c1
处的纵向平面内点A，点B的映射点A2，B2空间三维坐标（x
a2
，y
a2
，z
c1
），（x
b2
，y
b2
，z
c1<...

【专利技术属性】
技术研发人员：马川，邹易峰，许乙山，
申请(专利权)人：晓智未来成都科技有限公司，
类型：发明
国别省市：